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斯蒂芬·霍金首先提(tí)出黑洞(圖示)並非全黑,而是會發出微弱的粒子霧——霍金(jīn)輻射。現在,科學家(jiā)測(cè)量了一個在實驗室中製造的聲波黑洞的(de)溫度。
圖片來源:《科學新聞》 |
據英國(guó)《科學新(xīn)聞》周刊網站近日報道,以色列科(kē)學家在最新一期《自然》雜誌撰文稱,他們首次測量(liàng)了實驗室(shì)製造出來(lái)的聲波(bō)黑洞(捕捉聲(shēng)音而非光線)的溫度,結果與“霍(huò)金(jīn)輻射”理論預測一致,有望證(zhèng)明該理論的正確性。
霍金輻射理論稱,黑洞並非真的全黑,相反,一小撮粒子會從黑洞邊緣流出(chū),黑洞(dòng)的溫度取決於黑洞的大(dà)小。這種(zhǒng)霍金輻(fú)射非常微弱,無法在真正的(de)黑洞中被(bèi)觀察到。為了製造出(chū)聲波黑洞,研究人員將(jiāng)超冷的銣原(yuán)子冷卻到玻色—愛因斯坦凝聚態,並使它們流動。類似於黑(hēi)洞的引(yǐn)力會捕獲光(guāng),流動(dòng)的(de)原子(zǐ)也會防止(zhǐ)聲波逃逸。
研究人員解釋稱(chēng),霍(huò)金輻(fú)射來自量子粒(lì)子對。通常,這些粒子會立即相互湮滅。但(dàn)在黑洞邊緣,如果一個粒子掉進去;另一個粒子(zǐ)就(jiù)會(huì)逃逸,產生霍金輻射。在聲波黑洞中出現了類似的情況:成對聲子一個落入黑洞,而另一個逃逸。
他們對逃逸聲子和落入(rù)黑洞聲子進(jìn)行測量,估算出黑洞的溫度為0.35億分之一開氏度。論文作(zuò)者、以色列理工學院物理學家傑(jié)夫·施泰因豪爾說:“這一結果與霍金理論的預測非常一致。”
在霍金輻(fú)射理論提出(chū)之後,“黑洞信息(xī)悖論”也隨之而來。量子力學認為,信息永遠不會消失;但(dàn)霍金輻(fú)射理論認為,逃離(lí)黑洞(dòng)的粒子會慢慢摧毀黑洞的質量,經(jīng)過很長一段(duàn)時間後,黑洞會消失,其內的(de)信息(xī)也會隨之煙(yān)消雲散。
研究人員稱,新研究能否幫助科學家(jiā)解決信息悖論(lùn)還是個未知數(shù),這(zhè)一難題的最終解決可能需要(yào)一種將引力和量子力學結合(hé)起來的名為“量子引力理論”。但這一理論不適用於聲波黑(hēi)洞,因為它(tā)們不是(shì)由引力產生的。施泰因豪爾說:“我們必須在真正的(de)黑洞而非模擬黑洞中解決信息悖論。”
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